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 基于地球物理方法的煤体应力分布规律研 究规律 薛世鹏，王恩元，钱伟华** 5 10 （中国矿业大学 安全工程学院，江苏 徐州 221008） 摘要：煤体应力状态的准确测试是工程实践中的一项重要工作。受载煤体变形及破裂时能够 产生微震、声发射和电磁辐射信号，煤体中应力越高，变形破裂过程越强烈，信号越强，可 以利用煤体变形破裂时产生的微震、声发射和电磁辐射信号间接确定煤体应力状态的变化特 征。作者在跃进矿 23130 工作面进行了现场测试，结果表明微震、声发射和电磁辐射信号的 变化与煤体的应力状态的分布有较好的对应关系。微震、声发射和电磁辐射技术可以反应煤 体应力状态。 关键词：应力状态；微震；电磁辐射；声发射 中图分类号：TD32 15 Study on Monitoring Stressed State of Coa1 Body by Different Geophysical Methods Xue Shipeng, Wang Enyuan, Qian Weihua (China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu, 221008,China) 20 25 Abstract: Accurate monitoring of stressed state of coal is an important work in the engineering practice. The loaded coal body may produce microseisms(MS),acoustic emission(AE) and electromagnetic emission (EME) in the process of deforming and fracturing, and the greater the stress is,the more intensive the deformation and fracturing are,and the more intensive the signals will be. The change characteristics of the stressed state can be indirectly estimated by means of MS,AE and EME when the loaded coal deforms and fractures. The author conducted testing in 23130 coal face of Yuejin coal mine,and the results show that there is a good relation between the MS,AE and EME and the coal stressed state .The technology of MS,AE and EME can reflect coal stressed state. Key words: coal stressed state; MS; EMR; AE 30 0 引言 目前，国内外对于煤岩体应力状态的现场测试，多采用传统方法，需要人工打钻，测试 时间相对较长。而煤岩体应力状态对于煤柱尺寸的确定、支护形式的选择以及冲击矿压等煤 岩动力灾害的防治具有重要意义。实验及理论研究证明[1-3]，受载煤岩体变形破裂时能够产 35 40 生电磁辐射、声发射和微震信号，且可以利用煤岩体变形及破裂时产生的电磁辐射、声发射 和微震信号间接确定采煤工作面前方应力状态的变化特征。本文介绍了跃进煤矿媒体应力微 震、声发射和电磁辐射的响应规律。 1 煤体应力状态地球物理方法理论基础 在采掘工作面前方，依次存在着 3 个区域，它们是卸压带、应力集中区、原始应力区。 研究表明[4]，在采煤工作面煤体内，通常支承压力的分布范围从工作面前方 1 m～3 m 处开 始，可达 30 m～40 m，甚至有时达到距煤壁约 100 m，最大应力的位置出现在约距煤壁 5 m～ 作者简介：薛世鹏（1986-），男，硕士研究生，主要研究方向：矿井瓦斯防治 通信联系人：王恩元（1968-），男，教授，从事煤岩动力灾害预测预警研究. E-mail: eywanquan@126.com -1-  15 m 处。当工作面不断推进时，支承压力的峰值将稳定地向煤体深处移动。在空间上煤体 内支承应力的峰值是随工作面的推进实时移动的。由于受工作面超前支护的影响，实际应力 集中区比理论值靠后。在卸压带内，煤体已发生屈服，在煤体内部形成了大量的裂隙，煤体 45 大体破碎，不能承受太大的